Οι πηγές του μαγνητισμού

Παρουσίαση με θέμα: "Οι πηγές του μαγνητισμού"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Οι πηγές του μαγνητισμού
΄Εχει σχέση ο κεραυνός με τον μαγνητισμό; Φυσικός μαγνήτης

2 Ο φυσικός μαγνήτης Κατά μία εκδοχή, το όνομα μαγνητίτης προέρχεται πιθανά από την αρχαία Μαγνησία, στη Μικρά Ασία, όπου και εντοπίστηκε κατά την αρχαιότητα. Κατά τον Πλίνιο, το όνομα προήλθε από τον βοσκό Μάγνητα που, κατά τα μυθολογούμενα, καθώς έβοσκε τα πρόβατά του ανακάλυψε πρώτος το ορυκτό που ασκούσε έντονη έλξη της άκρης της μεταλλικής ράβδου του, ή (το περισσότερο πιθανό) διαπίστωσε ότι μεγάλη ποσότητα άμμου παρέμενε προσκολλημένη σ΄ αυτή. Ο Πλίνιος ο πρεσβύτερος (23–79 μ.Χ.) ήταν Ρωμαίος αριστοκράτης, επιστήμονας και ιστορικός, συγγραφέας του έργου «Φυσική Ιστορία» (Naturalis Historia). Πηγή Wikipedia

3 στο μαγνητισμό της γης οφείλεται ο σχηματισμός του σέλαος

4 Σέλας: φωτεινά φαινόμενα στο βόρειο και στο νότιο πόλο της γης
Σέλας: φωτεινά φαινόμενα στο βόρειο και στο νότιο πόλο της γης. Σήμερα μπορούμε να εξηγήσουμε το σχηματισμο του σέλαος

5 Τα φωτεινά φαινόμενα οφείλονται σε ακτινοβολία του οξυγόνου και του αζώτου της ατμόσφαιρας

6 Μαγνητισμός και CERN Ισχυρά τεχνητά μαγνητικά πεδία οδηγούν και όχι μόνο, σε κυκλική τροχιά (μήκους 27Km) πρωτόνια

7 εφαρμογές Κασέτες παλιού τύπου κασετόφωνων. Ο ηχος ήταν γραμμένος σε μια λεπτή μαγνητική επίστρωση της πλαστικής ταινίας Σκληροί δίσκοι υπολογιστών:εγγραφή δεδομένων σε μια λεπτή μαγνητική επίστρωση

8 W Gilbert Ο Gilbert μαγνήτισε μια σιδερένια σφαίρα και διαπίστωσε οτι μια μαγνητική βελόνα στην επιφανεια της σφαίρας προσανατολίζεται όπως ακριβώς μια πυξίδα στην επιφάνεια της γης Το πρώτο βιβλίο από τον Gilbert που περιγράφει τις ιδιότητες των μαγνητών

9 Κλασική μορφή μαγνήτη, πεταλοειδής μαγνήτης
Τα φαινόμενα είναι έντονα στα άκρα του που λέγονται πόλοι

10 εφαρμογές Τραίνα μαγνητικής αιώρησης Με τη βοήθεια μαγνητικού πεδίου το τραίνο ανυψώνεται κα κινείται χωρίς να είναι σε επαφή με τις ράγες (!)

11 εφαρμογές Στα ηλεκτροδυναμικά οργανα μέτρησης (βολτόμετρα, αμπερόμετρα κτλ) γίνεται χρήση μαγνητών

12 εφαρμογές

13 εφαρμογές CERN : εγκατάσταση ενός γιγάντιου μαγνήτη (! )τόνων, βασικού τμήματος ενός ανιχνευτή του μεγαλύτερου επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο, ο οποίος αναμένεται να αποκαλύψει νέα στοιχεία για την προέλευση του Σύμπαντος…..

14 εφαρμογές Μαγνητικος τομογράφος. Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται είναι πολύ ισχυρό της ταξης του 1 Tesla

15 εφαρμογές Η εφεύρεση της μαγνητικής πυξίδας, προ χιλιάδων ετών ίσως, και στη συνέχεια κατά τον 20ό αιώνα της γυροσκοπικής πυξίδας στα πλοία προσφέρουν σήμερα στον ναυτιλλόμενο μια βασική μέθοδο τήρησης πορείας με επιθυμητή ακρίβεια. πυξίδα Σχέδιο πυξίδας, από το σύγγραμμα Epistola de magnete του 1269 Πηγή Wikipedia

16 εφαρμογές μαγνήτης Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα

17 Ισχυροί μαγνήτες Νεοδυμιου χρησιμοποιούνται στις ανεμογεννήτριες

18 Μαγνητικό φάσμα Η εικόνα δημιουργείται αν πασπαλίσουμε πάνω σε ένα τζάμι ρινίσματα σιδήρου ενώ κάτω από το τζάμι έχουμε τοποθετήσει ένα ραβδοφόρο μαγνήτη

19 Η φορά της μαγνητικής γραμμής έχει οριστεί συμβατικά : από το νότιο προς το βόρειο πόλο μιας μαγνητικής βελόνας όταν αυτή βρεθεί μέσα στο μαγνητικό πεδίο Μ βάση τον ορισμό αυτό οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου έχουν φορά από το βόρειο πόλο μαγνήτη στο νότιο

20 Γραμμές του πεδίου Φωτογραφία που τραβήχτηκε στο ΕΚΦΕ Μεσσηνίας

21 Οι μαγνητικές γραμμές σε ένα δακτυλειοδή μαγνήτη ενός μεγαφώνου

22 Αλληλεπιδράσεις μεταξύ μαγνητών

23 Η έννοια των πόλων μαγνήτη και των μαγνητικών ποσοτήτων
Το γεγονός ότι οι έλξεις είναι παρατηρούνται στα άκρα του μαγνήτη είχε οδηγήσει του επιστήμονες στην ιδέα ότι στα άκρα υπάρχει κρυμμένη μια μαγνητική ποσότητα . Η μελέτη του μαγνητισμού στηρίχτηκε σ αυτή την υπόθεση (που είναι λάθος) μέχρι το που έγινε το πείραμα Oersted Η έννοια των μαγνητικών ποσοτήτων παρ ότι δεν είναι σωστή είναι χρήσιμη για τη μελέτη του μαγνητισμού σε εισαγωγικό επίπεδο. Είναι αξιοσημείωτο ότι υπήρχε σε βιβλία Φυσικής μέχρι το 1980

24 Κατι παράξενο Με το κόψιμο μαγνήτη δεν μπορούμε να ξεχωρίσουμε τους πόλους ! Οι πόλοι του μαγνήτη δεν μπορεί να απομονωθούν, μήπως αυτό σημαίνει κάτι;

25 Γιατί προσανατολίζεται μια μαγνητική βελόνα ;
Η βελόνα είναι ένα δίπολο και μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο παίρνει τέτοια θέση ώστε ο άξονας της να εφάπτεται στη γραμμή του μαγνητικού πεδίου F F Συμφωνα με τη αρχική θεωρία των πόλων στους πόλους της βελόνας υπάρχει “κρυμμένη ”μια μαγνητική ποσότητα η οποία δέχεται δύναμη από το μαγνητικό πεδίο. Λόγω του ότι οι ποσότητες είναι διαφορετικές, οι δυνάμεις είναι αντίθετες ετσι δημιουργούν μια ροπή με αποτἐλεσμα να στρέφεται η βελόνα

26 Πολικός αστέρας και μαγνητική βελόνα Αυτή η εικόνα αποτυπώνεται σε φιλμ όταν σκοπεύσουμε το πολικό αστέρα Μέχρι το 1600 πίστευαν ότι η αιτία προσανατολισμού μιας μαγνητικής βελόνας είναι ο πολικός αστέρας !. Ο Gilbert κατασκεύασε ένα ομοίωμα της γης και απέδειξε ότι η αιτία προσανατολισμού της βελόνας είναι ο μαγνητισμός της γης Καθώς γυρίζει η Γη ο πολικός αστέρας στο κέντρο φαίνεται να μη κινείται

27 Ο μπούσουλας είναι που στρέφει ή το καράβι . Ν. Καββαδίας (kuro siwo)
εφαρμογές Ο μπούσουλας είναι που στρέφει ή το καράβι Ν. Καββαδίας (kuro siwo)

28 Το μαγνητικό πεδίο της γης μπορεί να προσεγγισθεί θεωρώντας ένα ραβδόμορφο μαγνήτη παράλληλα σχεδόν μ τον άξονα περιστροφής της γης γυρω από τον εαυτο της Σημ. στη εικόνα έχει γίνει λάθος ο βόρειος μαγνητικός πόλος βρίσκεται στο νότιο γεωγραφικό πόλο

29 Μαγνητικά πεδία στον ήλιο
Μαγνητικά πεδία στον ήλιο. Οι γραμμές σχεδιάστηκαν πάνω στην εικόνα με βάση φωτογραφίες διαστημοσυσκευών

30 αξιολόγηση Ποιος είναι ο βόρειος πόλος του μαγνήτη γη; Σχεδιάστε τη φορά των γραμμών του πεδίου Σε πια περιοχή της επιφάνειας της γης βρίσκεται ο βόρειος μαγνητικός πόλος; Στην ανταρκτική Ποιος είναι ο βόρειος πόλος της μαγνητική βελόνας; Έχει χρωματισθεί με κόκκινο χρώμα

31 Μαγνητικές αλληλεπιδράσεις

32 αξιολόγηση Σχεδιάστε μια μαγνητική βελόνα στις θέσεις Γ και Δ Γ. Δ.

33 Βαρυτικές αλληλεπιδράσεις
Βαρύτητα : μια αλληλεπίδραση μεταξύ μαζών που απέδειξε ο Νεύτωνας To φεγγάρι μόνιμος συνοδός της γης λόγω αμοιβαίας έλξης

34 Νόμος Coulomb αλληλεπιδράσεις φορτίων

35 Philosophical Transactions 1676
ερωτήματα Philosophical Transactions 1676 Κατά τη διάρκεια ταξιδιού προς τα νησιά ένας δυνατός κεραυνός χτύπησε το καράβι με αποτέλεσμα η πυξίδα να αποπροσανατολισθεί . Ο βόρειος πόλος της έγινε νότιος και ο νότιος βόρειος Philosophical Transactions( περιοδικό) 1735 Όταν έπεσε κεραυνός διαπιστώθηκε ότι μερικά μαχαίρια και πιρούνια φαγητού μαγνητίσθηκαν………

36

37 Εις την Φράντζαν έπεσε κεραυνός εις ένα σπίτι… και όντας εκεί ένα σεντούκι με μαχαίρια και πηρούνια, μερικά μεν ανέλυσαν, μερικά δε απόκτησαν μιαν μαγνητικήν δύναμιν όπου εσήκωναν χοντρά καρφιά. Ρήγα Βελεστινλή, Φυσικής απάνθισμα, ( σε μονοτονική γραφή)

38 To πείραμα Oersted 1820 Μια μαγνητική βελόνα είναι παράλληλη με ένα αγωγό. Αν στα άκρα του αγωγού συνδέσουμε μπαταρία η βελόνα εκτρέπεται (!) από τη θέση ισορροπίας της

39 Δύναμη Laplace ( Η άλλη όψη του πειράματος Oersted)
Ι FL Με το πείραμα αυτό φαίνεται να “επιδρά ”ο μαγνητισμός στον ηλεκτρισμό όμως σωστότερα υπάρχει αλληλεπίδραση και ανάλογα με τη πειραματική διάταξη μπορούμε να παρατηρούμε τη δύναμη που δέχεται ο ρευματοφόρος αγωγός (στη παραπάνω διάταξη) ή τις δυνάμεις που δέχονται οι πόλοι της μαγνητικής βελόνας(πείραμα Orested)

40 τι προκαλεί την “επίδραση ”του ηλεκτρισμού στο μαγνητισμό; (πείραμα Oersted)
πρόταση A. M. Ampere που βασίσθηκε στη διαίσθηση του Μέσα στον αγωγό έχουμε κινούμενα θετικά φορτία. Τα φαινόμενα μπορούν να εξηγηθούν αν θεωρήσουμε την κίνηση των φορτίων Μια πιο τολμηρή πρόταση από τον Ampere Αφού τα κινούμενα φορτία δημιουργούν μαγνητισμό θα πρέπει ο μαγνητισμός που οφείλεται σε ένα μαγνήτη να οφείλεται σε μικροσκοπικά ρεύματα μέσα στη μάζα του υλικού του μαγνήτη .

41 Πως θα περιγράψουμε τη νέα αλληλεπίδραση; (ανάγκη εισαγωγής νέου τρόπου έκφρασης)
H δυσκολία οφείλεται στο ότι: δεν μοιάζει με την αλληλεπίδραση μεταξύ μαζών ( Ν βαρύτητας Νεύτωνα) εμφανίζεται σε μια διεύθυνση απρόσμενη (η διεύθυνση δύναμης που δέχεται κάθε πόλος είναι κάθετη στον αγωγό) δεν μοιάζει με την αλληλεπίδραση μεταξύ φορτίων (Ν Coulomb) όπου έχουμε κεντρικές δυνάμεις ,

42 Στο βρετανικό νόμισμα των είκοσι λιρών εμφανίζεται
Η έννοια πεδίο Τον 19ο αιώνα έκανε την εμφάνισή της στη σκέψη των ερευνητών, μια από τις σημαντικότερες έννοιες της Φυσικής, η έννοια ΠΕΔΙΟ αρχικά ως μαγνητικό πεδίο και ως ηλεκτρικό πεδίο Στο βρετανικό νόμισμα των είκοσι λιρών εμφανίζεται ο Άγγλος Michael Faraday – Μάικλ Φαραντέι – παιδί της γενιάς του Γεώργιου Καραϊσκάκη, αυτοδίδακτος ερευνητής,ο οποίος αναδείχθηκε στον μεγαλύτερο πειραματικό φυσικό όλων των εποχών. Ο Faraday ήταν εκείνος που πρότεινε στους φυσικούς την τελικά τόσο γόνιμη έννοια ΠΕΔΙΟ (Από το site Α Κασσέτα ) Στο πείραμα Oersted γύρω από τον ρευματοφόρο αγωγό δημιουργείται μαγνητικό πεδίο το οποίο αλληλεπιδρά με τη μαγνητική βελόνα 6ο Λυκειο Καλαμάτας

43 Ορισμός έντασης του μαγνητικού πεδίου με βάση τις μαγνητικές ποσότητες
Θεωρώ ένα μαγνητικό πεδίο και μια βελόνα η οποία ισορροπεί μέσα στο πεδίο. Στους πόλους βρίσκεται μια κρυμμένη ,σύμφωνα με τη παλιά θεωρία, ποσότητα μαγνητισμού την οποία συμβολίζουμε με m Το (διανυσματικό )πηλίκο της δύναμης που δέχεται ο βόρειος πόλος προς τη ποσότητα μαγνητισμού του πόλου αυτού την ονομάζουμε ένταση του πεδίου στο σημείο που βρίσκεται ο βόρειος πόλος Ο ορισμός αυτός βασίζεται στη ″έννοια″ ποσότητα μαγνητισμού η οποία δεν υπάρχει, ωστόσο είναι επιτυχής ο ορισμός Ο ορισμός της έντασης του μαγνητικού πεδίου σήμερα γίνεται με βάση την αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου με ρευματοφόρου αγωγού ( δύναμη Laplace)

44 Πηγές του μαγνητισμού συμπέρασμα Μέχρι να γίνει τα πείραμα Oersted πηγή μαγνητισμού ήταν ένας μαγνήτης. H υπόθεση του Ampere ότι μέσα αγωγό κινούνται φορτία ήταν σωστή αλλά πέρασαν 40 χρόνια για να αποδειχθεί . Σήμερα θεωρούμε ότι ένα κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο είναι πηγή μαγνητισμού. Ο μαγνητισμός γίνεται αντιληπτός όταν τα φορτία κινούνται ενώ όταν είναι ακίνητα απουσιάζει ο μαγνητισμός. Ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός ενοποιήθηκαν σε πρώτο στάδιο και είναι ιστορικά η δεύτερη μεγάλη ενοποίηση μετά από την ενοποίηση ουράνιας και επίγειας μηχανικής που έκανε ο Νεύτωνας Σε δεύτερο στάδιο 50 χρόνια μετά ο Maxwell ενοποιεί τον ηλεκτρομαγνητισμό με το φως

45 Μαγνητικό πεδίο ευθύγραμμου ρευματοφόρου αγωγού
+ Φωτογραφία από ΕΚΦΕ Μεσσηνίας

46 Κατεύθυνση γραμμών – εμπειρικός κανόνας του δεξιού χεριού

47 r + Β

48 αξιολόγηση Από ένα τροφοδοτικό διοχετεύουμε ρεύμα σε ένα αγωγό. Ποιο βύσμα είναι ο θετικός πόλος του τροφοδοτικού + αγωγός Η κατεύθυνση της γραμμής του πεδίου είναι από το νότιο πόλο της βελόνας προς το βόρειο με βάση τη πληροφορία αυτή η φορά της γραμμής είναι Με βάση τον κανόνα του δεξιού χεριού η συμβατική φορά του ρεύματος είναι η εξής Η συμβατική φορά μεταφέρει φορτία από το θετικό πόλο διαμέσου του αγωγού στον αρνητικό

49 Κανόνας δεξιού χεριού για τη περίπτωση ευθύγραμμου αγωγού και η γεωμετρία των γραμμών

50 Κυκλικός ρευματοφόρος αγωγός
Η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο του κυκλικού αγωγού λόγω συμμετρίας είναι κάθετη στο κέντρο του κυκλικού αγωγού Φωτο ΕΚΦΕ Μεσσηνίας

51 Κυκλικός ρευματοφόρος αγωγός
Για βρούμε τη φορά της έντασης του πεδίου χρησιμοποιούμε το κανόνα του δεξιού χεριού. Τα δάκτυλα δείχνουν τη συμβατική φορά του ρεύματος και ο αντίχειρας τη κατεύθυνση της έντασης Β του πεδίου

52 πηνίο με ένα πηνίο μπορούμε να δημιουργήσουμε στο εσωτερικό του ομογενές μαγνητικό πεδίο

53 Η λέξη πηνίο είναι ομηρική και είναι η κουβαρίστρα που τύλιγε τη κλωστή για τον αργαλειό της.
Απίστευτος πλούτος ελληνικής γλώσσας…. Ο Ομηρικός Οδυσσέας και η Πηνελόπη περιτριγυρισμένη από τους μνηστήρες (! ) σε πίνακα ζωγραφικής

54 Γραμμές του μαγνητικού πεδίου
Το μαγνητικό πεδίο πηνίου είναι όμοιο με το πεδίο ραβδόμορφου μαγνήτη

55 Τοπογραφία N Προϋποθέσεις
Για να ισχύει ο τύπος πρέπει το μήκος του πηνίου να είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερο από τη διάμετρο της σπείρας

56 Οι μαγνητικές γραμμές με λεπτομέρεια

57 Πως βρίσκουμε τη κατεύθυνση της έντασης του πεδίου στο εσωτερικό πηνίου (κανόνας του δεξιού χεριού)
Πιάνουμε το πηνίο, με το δεξί χέρι, ετσι ώστε η φορά του ρεύματος να είναι ίδια με τη φορά που δείχνουν τα δάκτυλα Ο αντίχειρας δείχνει την κατεύθυνση των μαγνητικών γραμμών

58 αξιολόγηση α. Ποια είναι η συμβατική φορά του ρεύματος στο πηνίο; β. στο εσωτερικό του πηνίου το μέτρο της έντασης του πεδίου ειναι ανάλογο με την ένταση του ρεύματος. Η αναλογία αυτή από μαθηματική σκοπιά λέει ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε οσοδήποτε ισχυρό πεδίο αρκεί να διοχετεύσουμε στον αγωγό ένα πολύ ισχυρό ρεύμα που θα υπολογίσουμε. Αυτό δεν μπορεί να γίνει στη πράξη γιατί άλλα προβλήματα κάνουν δυσχερή έως αδύνατη τη διοχέτευση μεγάλων ρευμάτων σε αγωγό . Γιατί δεν γίνεται αυτό; Οι αγωγοί παρουσιάζουν αντίσταση οπότε θερμαίνονται και αν θερμανθούν πολύ καταστρέφεται η μόνωση του αγωγού

59 αξιολόγηση Όταν το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα στον αγωγό ασκούνται εφελκυστικές δυνάμεις που τείνουν να μεγαλώσουν τη διάμετρο της σπείρας Ο φορέας τους διέρχεται από τον άξονα του πηνίου. Εξηγείστε το. Θεωρώ ένα μικρό κομμάτι αγωγού στη σπείρα.Eπειδή αυτό το κομμάτι διαρρέεται από ρεύμα και επειδή βρίσκεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο θα δέχεται δύναμη Laplace Ι

60 αξιολόγηση Αν ξετυλίξουμε το μισό μήκος σύρματος και το αφαιρέσουμε έχουμε ένα νέο πηνίο. Αν διοχετεύσουμε και στο νέο πηνίο το ίδιο ρεύμα που είχαμε στο αρχικό θα αλλάξει η ένταση του πεδίου στο εσωτερικό του νέου πηνίου; Υποθέστε ότι στο πηνίο που απόμεινε εξακολουθεί να ισχύει η σχέση από την οποία υπολογίζουμε το μέτρο της εντάσεις του πεδίου Απάντηση Το μέτρο της έντασης του πεδίου εξαρτάται από το πηλίκο το οποίο δεν θα αλλάξει,κι ας ξετυλίξουμε σύρμα έτσι η ένταση του πεδίου δεν θα μεταβληθεί στο εσωτερικό του πηνίου

61 Γεωμετρικά στοιχεία για πηνία
Δ Μήκος σύρματος (L)= αριθμός σπειρών(N) επί περίμετρο (Γ)σπείρας Περίμετρος σπείρας (Γ) = π επί διάμετρο (Δ)σπείρας Αντίσταση σύρματος (χάλκινου αγωγού ) Διατομή σύρματος (S) (δ είναι ηδιάμετρος χάλκινου αγωγού)

62 Πηνίο με εφαπτόμενες σπείρες
δ

63 Ι/2 Γ Δ Α Ι/2 Ι Πηνίο 1 Πηνίο 2 Στο πηνίο του σχήματος 1 διοχετεύουμε ρεύμα Ι και η ένταση του πεδίου στο εσωτερικό του πηνίου είναι Β1. Στο ίδιο πηνίο δημιουργούμε αγώγιμη σύνδεση σε μια σπείρα και ρυθμίζουμε έτσι ώστε το ρεύμα από τον αγωγό σύνδεσης να είναι Ι/2 (σχήμα 2) Να υπολογίστε το μέτρο της έντασης του πεδίου στα σημεία Α, Γ και Δ Στο πηνίο 2 στο εσωτερικό του το μέτρο της έντασης είναι Β1 γιατί δεν άλλαξε η ένταση του ρεύματος. Στο Δ το μέτρο της έντασης του πεδίου είναι το μισό από ότι στο μέσον του πηνίου, δηλ Β1/2 ,ίδιο μέτρο φυσικά έχει η ένταση και στο άλλο άκρο του Στο πηνίο 1 στο εσωτερικό του το μέτρο της έντασης είναι το μισό από Β1 επειδή διαρρέεται από το μισό ρεύμα. Στο Α το μέτρο της έντασης του πεδίου είναι το μισό από ότι στο μέσον του πηνίου δηλ Β1/4 Στο σημείο Γ η ένταση έχει μέτρο ισο με το άθροισμα των μέτρων των εντάσεων που έχουμε στο άκρο κάθε ενός πηνίου

64 Μεταβολή της έντασης του πεδίου κατά μήκος του άξονα του πηνίου
Στο μέσον του πηνίου το πεδίου έχει τιμή που υπολογίζεται από τη σχέση . Όσο μετακινούμαστε προς το άκρο το μέτρο του Β ελαττώνεται στην αρχή πολύ λίγο και στο άκρο είναι το μισό της τιμής που υπολογίζουμε με τη παραπάνω σχέση εξηγηση Γ Η ένταση στο σημείο Γ είναι το άθροισμα της έντασης από το ένα πηνίο και από το άλλο αλλά οι δυο εντάσεις είναι ισες όταν τα πηνία γίνουν ένα ενιαίο πηνίοκαι το άθροισμα είναι η ένταση του ενιαίου πηνίου

65 εξασκηση Σχεδιάστε την κατεύθυνση της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο σημείο Ο Ποια είναι η φορά του ρεύματος; Σε πιο άκρο του πηνίου είναι ο βόρειος πόλος;

66 Σε ένα πηνίο με ομοιόμορφο τύλιγμα, το μέτρο της έντασης του πεδίου στο εσωτερικό του είναι ίσο με 2(mΤ) Η ένταση του ρεύματος είναι ίση με 10/π( Α) . Η διάμετρος του σύρματος είναι ίση με 1,25 χιλιοστά του μέτρου. α. Εξηγείστε γιατί οι σπείρες δεν είναι εφαπτόμενες β. Αν τις κάνουμε εφαπτόμενες πόσο θα γίνει το μέτρο της έντασης του πεδίου Η ένταση του ρεύματος διατηρεί την αρχική της τιμή γ. Ποια τεχνική λύση πρέπει να εφαρμόσουμε ώστε στο συγκεκριμένο πηνίο να διπλασιάσουμε το μέτρο της ένταση ς του πεδίου χωρίς να μεταβάλλουμε την ένταση του ρεύματος (μπορείτε να προσθέσετε σπείρες ,να αφαιρέσετε να αλλάξετε τη διάμετρο της σπείρας κτλ΄) αν οι σπείρες ήταν εφαπτόμενες θα είχαμε άρα δεν είναι εφαπτόμενες

67 Πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία (αστέρες νετρονίων)
Πολύ ισχυρά μαγνητικά πεδία (αστέρες νετρονίων) στην επιφάνεια φθάνει τα 100 εκατομμύρια Τέσλα(!), δηλαδή περίπου 5 τρισεκατομμύρια φορές αυτή του γήινου μαγνητικού πεδίου……….

68 Φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο μόλις πλησιάσουν τη γη αλληλεπιδρούν με το μαγνητικό (της γης ) γράφοντας έλικες κατευθυνόμενα στους πόλους Εκεί προσκρούουν στα μόρια της ατμόσφαιρας και τα αναγκάζουν να φωτοβολήσουν ετσι δημιουργείται το σέλας

69 Από πού προέρχεται το μαγνητικό πεδίο της γης

70 400 χρόνια μετα, το πείραμα Gilbert επαναλαμβάνεται
ένα πείραμα κόστους δύο εκατομμυρίων δολαρίων, στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, όπου η ομάδα του Ντάνιελ Λάθροπ θέλει να γίνει η πρώτη που αναδημιουργεί το γήινο μαγνητικό πεδίο. Σύμφωνα με την κρατούσα «θεωρία του δυναμό», το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη δημιουργείται από ρεύματα λιωμένου σιδήρου στο εξώτερο στρώμα του πυρήνα.

71 Όπου το χρώμα των γραμμών είναι κόκκινο οι γραμμές, του μαγνητικού πεδίου, αναδύονται από τη γη και φυσικά όπου είναι μπλε εισχωρούν στη γη Οι περιοχές τη γης όπου η γραμμές είναι παράλληλες με το έδαφος είναι ο μαγνητικός μεσημβρινός της γης

72 Ο άξονας περιστροφής της γης και ο μαγνητικός άξονας δεν συμπίπτουν
Ο άξονας περιστροφής της γης και ο μαγνητικός άξονας δεν συμπίπτουν. Έτσι σε κάθε τόπο η κατεύθυνση που δείχνει μια μαγνητική βελόνα είναι λίγο διαφορετική από την κατεύθυνση Βορρά - Νότου

73 Ο μεσημβρινός είναι μέγιστος κύκλος που περνά από τους πόλους της γης Η διεύθυνση μια μιας μαγνητικής βελόνας σχηματίζει σε κάθε τόπο μια γωνία με το μεσημβρινό τη γης Ανοίγοντας την παραπάνω τοποθεσία παρατηρούμε για τη χώρα μας ,και όχι μόνο, την μεταβολή της γωνίας αυτής από το 1590 μέχρι σήμερα

74 Τα πάντα ρει Ηράκλειτος Ο βόρειος πόλος της γης συνεχώς μετακινείται

75 Μαγνητική διαπερατότητα υλικών
Η μαγνητική διαπερατότητα του υλικού ορίζεται από την σχέση Ονομάζουμε μαγνητική διαπερατότητα υλικού το πηλίκο της έντασης του μαγνητικού πεδίου στο υλικό όταν βρεθεί μέσα σε μαγνητικό πεδίο ,προς το πηλίκο της έντασης του μαγνητικού πεδίου όταν δεν υπάρχει το υλικό παραμαγνητικά διαμαγνητικά Κατάταξη υλικών σιδηρομαγνητικά Η παραμαγνητική συμπεριφορά των υλικών αυτών οφείλεται στον προσανατολισμό των μαγνητικών διπολικών ροπών των ατόμων ή μορίων τους παράλληλα προς το εξωτερικό πεδίο.

76 αξιολόγηση Ένα πηνίο διαρρέεται από ρεύμα Στο πηνίο αυτό το μέτρο της έντασης είναι Β. Στη συνέχεια το πηνίο βυθίζεται σε υγρό οξυγόνο( η θερμοκρασία του είναι πολύ κάτω από το μηδέν) το οποίο είναι παραμαγνητικό υλικό .Ρυθμίζουμε έτσι ώστε να διαρρέει το πηνίο ρεύμα όσο και όταν το πηνίο ήταν στον αέρα τότε : α. Το μέτρο της έντασης του πεδίου δεν μεταβάλλεται γιατί δεν άλλαξε η ένταση του ρεύματος β. Το μέτρο της έντασης του πεδίου μίκρυνε λόγω του ότι η θερμοκρασία του υγρού οξυγόνου είναι πάρα πού χαμηλή γ. Το μέτρο της έντασης του πεδίου δεν μεταβλήθηκε γιατί το οξυγόνο είναι μονωτής δ. Η ηλεκτρική ισχύς που απορροφά το πηνίο μεγάλωσε ε. Στο εσωτερικό του πηνίου η πυκνότητα των γραμμών μεγάλωσε στ. Η αντίσταση του σύρματος αυξήθηκε ζ. τίποτα από τα παραπάνω